[01101237]控制地层法防治井壁破裂技术的理论与应用

该项目属矿山工程技术（440）之井巷工程学科（440.30），为煤炭工业重点科研项目（编号95-05，97-526）。 前期对华东地区70多个厚表土立井井壁破裂问题进行了研究，获得了井壁破裂的机理：由于采矿活动，表土含水层疏排水，引起土层固结、下沉，使井壁受有一个竖直附加力，这一附加力是导致井壁破裂的主要原因。在"附加力"理论指导下，井壁破裂预防和治理技术开发的技术路线有：抵"抗"附加力--加大井壁厚度和强度，增强井壁承载力；避"让"附加力--改造井壁结构，适应地层下沉；削"减"附加力--加固一定位置和范围的含水层，控制地层下沉。以"让"为技术路线指导，有"卸压槽"治理技术，但治理后使用时间短（一般2-3年），需再治理，同时治理工程要在井筒内进行，影响生产，特别是大型矿井，经济损失大。因此，急待开发不影响正常生产的治理技术。在"减"的技术路线指导下，开发了不影响矿井正常生产的井外治理技术。该项目采用控制地层方法，从"根本"上减小井壁附加力，达到防治井壁破裂、保障井筒安全和矿井正常生产的目的。通过理论分析、物理模拟、数值模拟和现场实践研究，获如下成果：l.建立了控制地层防治井壁破裂的理论体系。包括控制地层技术机理与参数（范围、深度、高度、距离、材料等）间函数关系及变化规律；2.开发并应用控制地层技术进行了3个大型矿井井壁破裂预防和治理工程的实施，效果良好；3.创立了先进、可靠的井壁受力与安全监控技术，工程实践效果好。该技术优点：① 机理明晰、技术可靠；② 从"根本"上治理井壁破裂，效果良好；③ 治理工程在井外实施，不破坏井筒完整性，也不影响生产，企业经济损失小；④ 可应用于破裂井筒井壁治理，也可用于新建井或濒临破裂井壁的预防。待改进的问题是建立该技术的应用规程与规范，以便在适用范围推广。项目研究成果在大屯煤电（集团）有限责任公司和兖州煤业股份有限公司的3个井壁破裂防治工程中得到成功应用，取得显著经济和社会效益，开拓了防治井壁破裂的新技术。